數(shù)控機(jī)床畢業(yè)設(shè)計論文

1、 摘 要進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國綜合國力的增強(qiáng)和加入世界貿(mào)易組織（wto），我國的經(jīng)濟(jì)全面與世界接軌，并正在成為全球最重要的制造業(yè)基地。中國制造業(yè)正在迎來歷史上最好的空前發(fā)展的嶄新時期。本文介紹當(dāng)前國內(nèi)外nc技術(shù)的現(xiàn)狀，包括開放體系結(jié)構(gòu)的采用、高精高速高效功能的提高、軟件數(shù)字伺服技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展等。然后介紹nc技術(shù)在集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化及數(shù)字化等的發(fā)展趨勢。通過對數(shù)控機(jī)床、系統(tǒng)、加工工藝與編程進(jìn)行系統(tǒng)的分析與比較，可以看出現(xiàn)代制造業(yè)的重要性，尤其數(shù)控加工起著舉足輕重的作用。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，一個國家數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上就代表這個國家的制造業(yè)水平和競爭力。

2、作為制造業(yè)大國，我們更應(yīng)該注重數(shù)控技術(shù)，站在時代的前沿。本設(shè)計運(yùn)用數(shù)控加工工藝與編程的原理，并結(jié)合機(jī)械制造基礎(chǔ)、現(xiàn)代制造系統(tǒng)等知識對數(shù)控加工中心加工與編程進(jìn)行認(rèn)真的研究與分析。加工工藝、編程方法是本次設(shè)計的重點(diǎn)。編程工作主要包括：分析零件圖樣和制定工藝方案，數(shù)學(xué)處理，編寫零件加工程序，程序檢驗(yàn)等等。同時，也注意到數(shù)控機(jī)床的輔助設(shè)備、先進(jìn)系統(tǒng)給加工與編程帶來的方便。為了把我國nc產(chǎn)業(yè)搞上去，本文提出發(fā)展nc產(chǎn)業(yè)要注重系統(tǒng)配套、可靠性、重視創(chuàng)新和加強(qiáng)服務(wù)的一些對策。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術(shù)的滲透，使制造業(yè)猶如朝陽產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展天地。關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床；數(shù)控技術(shù)；加工工藝；數(shù)控

3、編程；現(xiàn)代制造abstractin the 21st century, as chinas overall national strength and to join the world trade organization (wto), chinas comprehensive economic integration with the world and is the worlds most important manufacturing bases. china ushered in the manufacturing sector is the best ever in the his

4、tory of the development of a new era. this article describes the current status quo at home and abroad nc technology, including the use of open architecture, high-precision high-speed high-performance features of the increase in the number of software servo technology and network systems development

5、. nc then introduced the technology in the integrated network, intelligence and digital, and other trends. the cnc machine tools, systems, processes and systems programming and analysis, we can see the importance of modern manufacturing industry, in particular, cnc machining play a decisive role.cnc

6、 machine tools is the key to modern manufacturing equipment, a countrys output of cnc machine tools and skills to a certain extent on behalf of the countrys manufacturing sector and the level of competitiveness. as a manufacturing power, we should focus on digital technology, stand at the forefront

7、of the times. design of the use of digital processing technology and programming of the principle of combination of mechanical and manufacturing base, modern manufacturing systems, such as knowledge of cnc machining center and processing program for serious research and analysis. processing technolo

8、gy, this program is designed to focus on. programming includes: analysis of the parts and design process to develop programs to deal with mathematics, to prepare parts processing procedures, inspection procedures and so on. at the same time, also took note of the numerical control machine tools, anc

9、illary equipment, advanced systems for processing and convenience brought about by the program. in order to boost our industrial nc, nc in this paper, development of the industry should pay attention to supporting the system, reliability, innovation and strengthen services for a number of countermea

10、sures. manufacturing not only become a symbol of industrialization, but also because of the penetration of information technology so that the manufacturing sector as a sunrise industry with a broad world.keywords：cnc machine tools；cnc technology；processing technology；cnc programming；modern manufactu

11、ring目 錄摘 要iabstractii目 錄iii第一章 緒論11.1 引言11.2 公司介紹11. 3 公司業(yè)績21.4 國內(nèi)外nc技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢3第二章 數(shù)控機(jī)床42.1數(shù)控機(jī)床的組成部分42.2數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與傳動42.2.1 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體組成42.3數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求52.4 提高機(jī)床的性能52.4.1提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜剛度52.4.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性62.4.3減小機(jī)床的熱變形62.4.4改善運(yùn)動導(dǎo)軌副的摩擦特性72.4.5 提高可靠性72.4.6 寬范圍調(diào)速72.4.7 提高加工精度82.4.8開環(huán)放大倍數(shù)92.5 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢92.5.1技術(shù)及裝備的新趨勢92.

12、5.2 5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床102.5.3 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢102.6 fanuc 0td系統(tǒng)數(shù)控車床概述112.6.1 功能特點(diǎn)112.6.2 操作面板功能簡介112.6.3 fanuc 0-td系統(tǒng)功能132.7 數(shù)控機(jī)床的布局形式15第三章 數(shù)控加工工藝設(shè)計173.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇173.1.1 適于數(shù)控加工的內(nèi)容173.1.2 不適于數(shù)控加工的內(nèi)容173.2 數(shù)控加工工藝性分析173.3 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計193.3.1 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個問題193.4 數(shù)控加工工藝設(shè)計方法203.4.1 確定走刀路線和安排加工順序203.4.2 確定定位和夾緊方

13、案213.4.3 確定刀具與工件的相對位置213.5 確定切削用量223.6 tnd360數(shù)控車床的技術(shù)參數(shù)23第四章 數(shù)控加工與程序編制254.1 數(shù)控加工254.1.1數(shù)控加工的定義及特點(diǎn)254.1.2 數(shù)控加工的特點(diǎn)254.2 數(shù)控加工的工藝設(shè)計254.2.1 選擇并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容254.3 數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計264.3.1 數(shù)控加工的工序設(shè)計264.4 數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫264.5 程序編制264.5.1 加工工藝分析264.5.2 數(shù)值計算274.6 編寫零件加工程序單274.6.1 制備控制介質(zhì)274.7程序校驗(yàn)與首件試切274.8 數(shù)控編程的種類274.8.1

14、 手工編程274.8.2 自動編程284.9 數(shù)控加工與編程實(shí)例284.9.1 實(shí)例圖284.9.2 工藝設(shè)計與程序編制29結(jié)束語37第一章 緒論1.1 引言沈陽機(jī)床廠于1996年通過iso9001質(zhì)量體系認(rèn)證。工廠擁有按專業(yè)化格局組建的現(xiàn)代化零件加工、部裝、總裝、噴漆包裝等20個車間，工藝手段、裝備實(shí)于國內(nèi)同行業(yè)頂尖水平；工廠的產(chǎn)品主要分為普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、專用機(jī)床三大類，ca系列、cw系列、cak系列、ckh系列、cks系列、數(shù)控車床和系列數(shù)控立車等在廣大用戶中享有盛譽(yù)，其中cak系列數(shù)控車床于1997年被評為中國機(jī)械工業(yè)名牌產(chǎn)品。幾年來，沈陽機(jī)床每年投資5億元用于高精尖產(chǎn)品研發(fā)，并在柏

15、林、北京、上海、沈陽建立了4大研發(fā)中心。機(jī)床集團(tuán)將在未來35年內(nèi)推進(jìn)企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，進(jìn)入世界機(jī)床行業(yè)“第一集團(tuán)”，達(dá)到世界先進(jìn)企業(yè)水平。預(yù)計到2012年，將打造出80個數(shù)控機(jī)床的新品種,設(shè)有部屬二類科技研究所沈陽車床研究所。1.2 公司介紹沈陽第一機(jī)床廠始建于1935年，解放后 “ 一 五 ” 期間曾被列為國家 156 項(xiàng)重點(diǎn)工程項(xiàng)目之一。 是沈陽機(jī)床股份有限公司的直屬企業(yè)，是中國規(guī)模最大的綜合性車床制造廠和國家級數(shù)控機(jī)床開發(fā)制造基地。日前，第10屆中國國際機(jī)床展覽會在北京國際會展中心開幕，沈陽機(jī)床集團(tuán)參展的a、b主軸擺動的五軸立式加工中心和五軸高速龍門加工中心產(chǎn)品，成為本屆展會上中國自主品牌公

16、認(rèn)的代表作。在此次展會上，沈陽機(jī)床集團(tuán)布展面積800平方米，在國內(nèi)外的參展商中位居第一。其展出的15件產(chǎn)品，件件堪稱中國制造的代表作。在發(fā)電設(shè)備、重型、冶金、礦山機(jī)械、船舶和石化設(shè)備等重大行業(yè)中，沈陽機(jī)床都推出了中國領(lǐng)先、國際一流的產(chǎn)品。沈陽機(jī)床廠總經(jīng)理關(guān)錫友：沈陽機(jī)床投入了1000多名工程師到自主創(chuàng)新上來，我們每年拿出營業(yè)額的百分之五來投入。 啟動產(chǎn)品研發(fā)計劃兩年來，沈陽機(jī)床集團(tuán)投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)上億元，在航空航天、船舶等領(lǐng)域先后開發(fā)出中高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品290余種，許多產(chǎn)品批量進(jìn)入德國、美國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。 1. 3 公司業(yè)績在3月份生產(chǎn)機(jī)床1400臺的基礎(chǔ)上，沈陽機(jī)床集團(tuán)第一機(jī)床廠連創(chuàng)佳績：4

17、月份和5月份機(jī)床產(chǎn)量均達(dá)到1500臺，是過去正常月產(chǎn)量的3倍。6月18日，廠黨委書記閆世文感觸頗深地說，協(xié)力管理使企業(yè)突破了生產(chǎn)能力瓶頸，建立起高速發(fā)展平臺，我們可以更加從容地面對入世挑戰(zhàn)。第一機(jī)床廠過去日均產(chǎn)量只有18.5臺。去年以來，旺銷的市場需求和生產(chǎn)供貨不足成企業(yè)的突出矛盾。為了實(shí)現(xiàn)集團(tuán)大發(fā)展的目標(biāo)，第一機(jī)床廠大打擴(kuò)產(chǎn)攻堅(jiān)戰(zhàn)。通過科學(xué)組織生產(chǎn)，去年下半年，機(jī)床月產(chǎn)量連續(xù)突破千臺大關(guān)。從今年4月初開始，第一機(jī)床廠又提出了“月產(chǎn)機(jī)床1500臺，挑戰(zhàn)生產(chǎn)極限”的響亮口號。日產(chǎn)量猛增到50臺以上后，廠內(nèi)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備開始出現(xiàn)故障。為了徹底打破生產(chǎn)能力瓶頸，第一機(jī)床廠轉(zhuǎn)變觀念，推出協(xié)力管理新舉

18、措。他們把床身、床頭箱、主軸、絲杠等技術(shù)含量高的9種關(guān)鍵零部件留在廠內(nèi)加工，把其他零部件交給配套廠家去做。變過去的單純經(jīng)濟(jì)合約關(guān)系為戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，使配套廠家成為自己的生產(chǎn)車間，用責(zé)任鏈對其進(jìn)行約束，從而達(dá)到雙方面對共同的市場和用戶，謀求共同的發(fā)展和利益。協(xié)力管理使配套廠家與第一機(jī)床廠一道為終端用戶服務(wù)。今年4月份，工廠為丹東曙光車橋廠制造生產(chǎn)了12臺 ck514數(shù)控機(jī)床。在進(jìn)行調(diào)試時，其中一臺床子刀架出了問題。生產(chǎn)刀架的意大利某公司了解這一情況后，立即發(fā)貨并在最短的時間內(nèi)派人到丹東曙光車橋廠解決了問題。為了讓配套廠家和自己同呼吸、共命運(yùn)，第一機(jī)床廠對其大力扶植，輸出技術(shù)、管理甚至工裝設(shè)備。

19、此舉調(diào)動了配套廠家的生產(chǎn)積極性。鐵嶺閥門新型鑄造有限公司原來為第一機(jī)床廠加工 ca6140機(jī)床前后床腿毛坯件，每月只能生產(chǎn)三四百套。受到扶植后，該公司新上了沖天爐，招聘了100多人，改干成品件，目前月生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到八九百套。通過全球招標(biāo)采購方式，目前第一機(jī)床廠的國內(nèi)外配套廠家已經(jīng)達(dá)到309家。工廠生產(chǎn)制造部部長車欣嘉興奮地說，協(xié)力管理使全球資源為企業(yè)所用，我們的生產(chǎn)潛力可以達(dá)到無限大。協(xié)力管理不僅使第一機(jī)床廠在增產(chǎn)上量方面得心應(yīng)手，而且在改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面游刃有余。該廠4、5月份的產(chǎn)量雖然都是1500臺，但其中生產(chǎn)難度大的數(shù)控機(jī)床，5月份比4月份多干了38臺。據(jù)了解，從6月份開始，第一機(jī)床廠將

20、日產(chǎn)量調(diào)整到56臺至60臺，準(zhǔn)備沖擊月產(chǎn)機(jī)床1600臺、1800臺的更高紀(jì)錄。企業(yè)經(jīng)過幾十年的不懈努力和大力發(fā)展，尤其通過“八五”、“九五”期間產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略的實(shí)施，現(xiàn)已成為我國機(jī)床行業(yè)的重點(diǎn)骨干企業(yè)和“國家級數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)化基地”，是我國最大的綜合性車床制造廠。今日的沈陽第一機(jī)床廠已成為一個技術(shù)領(lǐng)先、管理有序、政通人和、發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化企業(yè)，并努力擠身世界機(jī)械制造業(yè)強(qiáng)者之林1.4 國內(nèi)外nc技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢數(shù)控技術(shù)從發(fā)明到現(xiàn)在，已有近50年的歷史。我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了“六五”的引進(jìn)“七五”的消化吸收，到“八五”的自主開發(fā)，“九五”、“十五”產(chǎn)業(yè)化，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了一定

21、的基礎(chǔ)。產(chǎn)業(yè)的集中度逐步提高。隨著數(shù)控機(jī)床需求的高速增長，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化提到重要日程，迫切要求數(shù)控產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。系統(tǒng)可通過光纖與pc機(jī)連接，采用window兼容軟件和開發(fā)環(huán)境。功能以高速、超精為核心，并具有智能控制。第二章 數(shù)控機(jī)床數(shù)控車床能對軸類或盤類等回轉(zhuǎn)體零件自動地完成內(nèi)、外圓柱面，圓錐面，圓弧面和直、錐螺紋等工序的切削加工，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)和鉸等工作。它是目前國內(nèi)使用極為廣泛的一種數(shù)控機(jī)床，約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的25%。2.1數(shù)控機(jī)床的組成部分機(jī)床的主要組成部分有：數(shù)控系統(tǒng)、立柱、主軸箱、床身、電氣柜和操縱按鈕站等。輔助設(shè)施有：

22、自動潤滑系統(tǒng)、恒溫油箱、照明裝置、走臺、扶梯、導(dǎo)軌防護(hù)罩、液壓系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等。機(jī)床配有固定平臺和數(shù)控重型回轉(zhuǎn)工作臺供用戶選擇。數(shù)控重型回轉(zhuǎn)工作臺主要組成部分有：床身、滑座、工作臺等。輔助設(shè)施有：自動潤滑系統(tǒng)、導(dǎo)軌防護(hù)罩、液壓系統(tǒng)等。2.2數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與傳動機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的主體部分。來自于數(shù)控裝置的各種運(yùn)動和動作指令，都必須由機(jī)床本體轉(zhuǎn)換成真實(shí)的、準(zhǔn)確的機(jī)械運(yùn)動和動作，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的功能，并保證數(shù)控機(jī)床的性能要求。 2.2.1 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體組成 (1) 主傳動系統(tǒng)，其功用是實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動。(2) 進(jìn)給系統(tǒng)，其功用是實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動。 (3)機(jī)床基礎(chǔ)件，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作

23、臺等。其功用是支承機(jī)床本體的零、部件，并保證這些零、部件在切削加工過程中占有的準(zhǔn)確位置。 (4) 實(shí)現(xiàn)某些部件動作和某些輔助功能的裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻以及防護(hù)、排屑等裝置。 (5) 實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件，如回轉(zhuǎn)工作臺。 (6) 刀庫、刀架和自動換刀裝置(atc) 。 (7) 自動托盤交換裝置 (apc) 。 (8) 特殊功能裝置，如刀具破損檢測、精度檢測和監(jiān)控裝置等。 其中，機(jī)床基礎(chǔ)件、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)以及液壓、潤滑、冷卻等輔助裝置是構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體的基本部件，其他部件則按數(shù)控機(jī)床的功能和需要選用。盡管數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體的基本構(gòu)成與傳統(tǒng)的機(jī)床十分相似，但由于數(shù)

24、控機(jī)床在功能和性能上的要求與傳統(tǒng)機(jī)床存在著巨大的差距，所以數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體在總體布局、結(jié)構(gòu)、性能上與傳統(tǒng)機(jī)床有許多明顯的差異，出現(xiàn)了許多適應(yīng)數(shù)控機(jī)床功能特點(diǎn)的完全新穎的機(jī)械結(jié)構(gòu)和部件。2.3數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)要求數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動化加工設(shè)備。盡管數(shù)控機(jī)床價格昂貴，一次性投資巨大，但仍然為機(jī)械制造廠家所普遍采用并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益，其原因在于數(shù)控機(jī)床能自動化地，高精度、高質(zhì)量、高效率地解決中、小批量的加工問題。數(shù)控技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展及在機(jī)床上的應(yīng)用，為數(shù)控機(jī)床的自動化、高精度、高效率提供了可能性，但要將可能性變成現(xiàn)實(shí)，則必須要求數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的特性才能保證。這些特

25、性包括結(jié)構(gòu)的靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性、低速運(yùn)動的平穩(wěn)性及運(yùn)動時的摩擦特性、幾何精度、傳動精度等。 2.4 提高機(jī)床的性能 2.4.1提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜剛度機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜剛度是指在切削力和其他力的作用下，機(jī)床抵抗變形的能力。機(jī)床在加工過程中，受多種外力的作用，包括運(yùn)動部件和工件的自重、切削力、驅(qū)動力、加減速時的慣性力、摩擦阻力等。機(jī)床的各部件在這些力的作用下將產(chǎn)生變形，如各基礎(chǔ)件的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，支承構(gòu)件的局部變形，固定 連接面 和運(yùn)動嚙合面的接觸變形等。這些變形都會直接或間接地引起刀具與工件之間產(chǎn)生相對位移，破壞刀具和工件原來所占有的正確位置，從而影響機(jī)床的加工精度和切削過程的特性，所以，提高機(jī)床

26、的靜剛度是機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計的普遍要求。數(shù)控機(jī)床為獲得高效率而具有的大功率和高速度，使它所承受的各種外力負(fù)載更加惡劣，而且加工過程的自動化也使得加工誤差無法由人工干預(yù)來修正和補(bǔ)償，所以，數(shù)控機(jī)床的變形對加工精度的影響會更為嚴(yán)重。為了保證數(shù)控機(jī)床在自動化、高效率的切削條件下獲得穩(wěn)定的高精度，其機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更高的靜剛度，有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機(jī)床的剛度系數(shù)應(yīng)比類似的普通機(jī)床高 50 。2.4.2提高機(jī)床結(jié)構(gòu)的抗振性機(jī)床的振動會在被加工工件表面留下振紋，影響工件的表面質(zhì)量，嚴(yán)重時則使加工過程難以進(jìn)行下去。機(jī)床加工時可能產(chǎn)生兩種形式的振動：強(qiáng)迫振動和自激振動。機(jī)床的抗振性指的是抵抗這兩種振動的能力。強(qiáng)迫振動是在各

27、種動態(tài)力 ( 如高速回轉(zhuǎn)零件的不平衡力、往復(fù)運(yùn)動件的換向沖擊力、周期變化的切削力等 ) 作用下被迫產(chǎn)生的振動。如果動態(tài)力的頻率與機(jī)床某部件的固有頻率重合，則將發(fā)生共振。機(jī)床結(jié)構(gòu)抵抗強(qiáng)迫振動的能力可以用動剛度大小來表示。自激振動是在投有外加動態(tài)力的情況下，由切削過程自身所激發(fā)的振動。自激振動的頻率接近或略高于機(jī)床主振型的低階固有頻率，振幅較大，對加工過程產(chǎn)生極為不利的影響。當(dāng)機(jī)床的剛度、刀具切削角度、工件與刀具材料、切削速度和進(jìn)給量都一定時，影響自激振動的主要因素就是切削寬度b，因此，可以把不產(chǎn)生自激振動的最大切削寬度，稱為臨界切削寬度，作為判斷機(jī)床切削穩(wěn)定性(抵抗自激振動的能力)的指標(biāo)。高速切

28、削是產(chǎn)生動態(tài)力的直接因素，強(qiáng)力切削也意味著切削寬度大。數(shù)控機(jī)床在追求高速度、高切削效率的同時，也埋下了容易產(chǎn)生受迫振動和自激振動的根源。切削過程的自動化又使得振動難以由人工來控制和消除，數(shù)控機(jī)床只有靠自身機(jī)床結(jié)構(gòu)的高抗振性來減小和克服振動對加工精度、加工過程的影響。提高機(jī)床的抗振性，可以從提高靜剛度、固有頻率和增加阻尼幾個方面著手。提高靜剛度的措施已在前面有詳細(xì)的介紹。因?yàn)楣逃蓄l率 其中，k為靜剛度，m為結(jié)構(gòu)質(zhì)量)，所以在提高靜剛度時，能相對減小結(jié)構(gòu)件的重量，即提高單位重量的剛度，則能提高固有頻率。前面介紹的合理布置筋板，采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)等提高靜剛度的措施，同樣能達(dá)到提高固有頻率的目的。2.4

29、.3減小機(jī)床的熱變形熱膨脹是各種金屬和非金屬材料的固有特性。機(jī)床在工作時，有許多部件和部位會產(chǎn)生大量熱量，如電機(jī)、滾動軸承、切屑及刀具與工件的切削部位、液壓系統(tǒng)等。這些產(chǎn)生熱量的部件和部位稱為熱源。熱源產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)、對流、輻射傳遞給機(jī)床的各個部件，引起溫升，產(chǎn)生熱膨脹。由于熱源分布不均勻，各熱源產(chǎn)生的熱量不等，零部件各處質(zhì)量不均勻，形成機(jī)床各部位溫升不一致，從而產(chǎn)生不均勻的溫度場和不均勻的熱膨脹變形，以致破壞刀具與工件的正確相對位置，影響加工精度。 數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)床，并且大切削用量產(chǎn)生的熾熱切屑也多，故發(fā)熱遠(yuǎn)較傳統(tǒng)機(jī)床嚴(yán)重，而熱變形對加工精度的影響往往難以控制。

30、2.4.4改善運(yùn)動導(dǎo)軌副的摩擦特性機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床基本結(jié)構(gòu)的要素之一。機(jī)床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量，而對數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌則有更高的要求，如：高速進(jìn)給時不振動， 低速進(jìn) 給時不爬行；有高的靈敏度，能在重載下長期連續(xù)工作；耐磨性要高，精度保持性要好等。這些都與 導(dǎo)軌副 的摩擦特性有關(guān)，要求摩擦系數(shù)小，靜、動摩擦系數(shù)之差小?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床采用的導(dǎo)軌主要有塑料滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。2.4.5 提高可靠性數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和

31、規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對數(shù)控機(jī)床來說，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能，伺服性能等。平均故障（失效）間隔時間（mtbf）是指發(fā)生故障經(jīng)修理或更換零件還能繼續(xù)工作的可修復(fù)設(shè)備或系統(tǒng)，從一次故障到下一次故障的平均時間，數(shù)控機(jī)床常用它作為可靠性的定量指標(biāo)。由于數(shù)控裝置采用微機(jī)后，其可靠性大大提高，所以伺服系統(tǒng)的可靠性就相對突出。它的故障主要來自伺服元件及機(jī)械傳動部分。通常液壓伺服系統(tǒng)的可靠性比電氣伺服系統(tǒng)差，電磁閥、繼電器等電磁元件的可靠性較差，應(yīng)盡量用無接觸點(diǎn)元件

32、代替。目前數(shù)控機(jī)床因受元件質(zhì)量、工藝條件及費(fèi)用等限制，其可靠性還不很高。為了使數(shù)控機(jī)床能得到工廠的歡迎，必須進(jìn)一步提高其可靠性，從而提高其使用價值。在設(shè)計伺服系統(tǒng)時，必須按設(shè)計的技術(shù)要求和可靠性選擇元器件，并按嚴(yán)格的測試檢驗(yàn)進(jìn)行篩選，在機(jī)械互鎖裝置等方面，必須給予密切注意，盡量減少因機(jī)械部件引起的故障。2.4.6 寬范圍調(diào)速在數(shù)控機(jī)床的加工中，伺服系統(tǒng)為了同時滿足高速快移和單步點(diǎn)動，要求進(jìn)給驅(qū)動具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。單步點(diǎn)動作為一種輔助工作方式常常在工作臺的調(diào)整中使用。伺服系統(tǒng)在低速情況下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)進(jìn)給，則要求速度必須大于“死區(qū)”范圍。所謂“死區(qū)”指的是由于靜摩擦力的存在使系統(tǒng)在很小的輸入下，電

33、機(jī)克服不了這摩擦力而不能轉(zhuǎn)動。此外，還由于存在機(jī)械間隙，電機(jī)雖然轉(zhuǎn)動，但拖板并不移動，這些現(xiàn)象也可用“死區(qū)”來表達(dá)。設(shè)死區(qū)范圍為a，則最低速度vmin，應(yīng)滿足vmina，由于adk，d為脈沖當(dāng)量（mm/脈沖）；k為開環(huán)放大倍數(shù)，則：vmindk若取d=0.01mm/脈沖，k=301/s，則最低速度vmina=300.01mm/min=18mm/min。伺服系統(tǒng)最高速度的選擇要考慮到機(jī)床的機(jī)械允許界限和實(shí)際加工要求，高速度固然能提高生產(chǎn)率，但對驅(qū)動要求也就更高。此外，從系統(tǒng)控制角度看也有一個檢測與反饋的問題，尤其是在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，必須考慮軟件處理的時間是否足夠。由于fmax=fmax/d式中

34、：fmax為最高速度的脈沖頻率，khz；vmax為最高進(jìn)給速度，mm/min；d為脈沖當(dāng)量，mm。又設(shè)d為調(diào)速范圍，d=vmax/vmin，得fmax =dvmin/d=dkd/d=dk由于頻率的倒數(shù)就是兩個脈沖的間隔時間，對應(yīng)于最高頻率fmax的倒數(shù)則為最小的間隔時間tmin，即tmin=1/dk。顯然，系統(tǒng)必須在tmin內(nèi)通過硬件或軟件完成位置檢測與控制的操作。對最高速度而言，vmax的取值是受到tmin的約束。一個較好的伺服系統(tǒng)，調(diào)速范圍d往往可達(dá)到8001000。當(dāng)今最先進(jìn)的水平是在脈沖當(dāng)量d=1m的條件下，進(jìn)給速度從0240m/min范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。2.4.7 提高加工精度精度是機(jī)床

35、必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區(qū)分出來的，反饋檢測元件的精度對系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用?？梢哉f，數(shù)控機(jī)床的加工精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定。位移檢測系統(tǒng)能夠測量的最小位移量稱做分辨率。分辨率不僅取決于檢測元件本身，也取決于測量線路。在設(shè)計數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或大中型數(shù)控機(jī)床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統(tǒng)的分辨率或

36、脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個數(shù)量級?？傊?，高精度的控制系統(tǒng)必須有高精度的檢測元件作為保證。例如，數(shù)控機(jī)床中常用的直線感應(yīng)同步器的精度已可達(dá)0.0001mm，即0.1?m，靈敏度為0.05?m，重復(fù)精度0.2?m；而圓型感應(yīng)同步器的精度可達(dá)0.5n，靈敏度0.05n，重復(fù)精度0.1n。2.4.8開環(huán)放大倍數(shù)在典型的二階系統(tǒng)中，阻尼系數(shù)x=1/2（kt）-1/2，速度穩(wěn)態(tài)誤差e（）1/k，其中k為開環(huán)放大倍數(shù)，工程上多稱作開環(huán)增益。顯然，系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是影響伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)指標(biāo)的重要參數(shù)之一。一般情況下，數(shù)控機(jī)床伺服機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)取為2030（1/s）。通常把k20 的系統(tǒng)稱為高放大

37、倍數(shù)或硬伺服系統(tǒng)，應(yīng)用于輪廓加工系統(tǒng)。假若為了不影響加工零件的表面粗糙度和精度，希望階躍響應(yīng)不產(chǎn)生振蕩，即要求是取值大一些，開環(huán)放大倍數(shù)k就小一些；若從系統(tǒng)的快速性出發(fā)，希望x選擇小一些，即希望開環(huán)放大倍數(shù)增加些，同時k值的增大對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度也能有所提高。因此，對k值的選取是必需綜合考慮的問題。換句話說，并非系統(tǒng)的放大倍數(shù)愈高愈好。當(dāng)輸入速度突變時，高放大倍數(shù)可能導(dǎo)致輸出劇烈的變動，機(jī)械裝置要受到較大的沖擊，有的還可能引起系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。這是因?yàn)樵诟唠A系統(tǒng)中系統(tǒng)穩(wěn)定性對k值有取值范圍的要求。低放大倍數(shù)系統(tǒng)也有一定的優(yōu)點(diǎn)，例如系統(tǒng)調(diào)整比較容易，結(jié)構(gòu)簡單，對擾動不敏感，加工的表面粗糙度好。2.

38、5 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢2.5.1技術(shù)及裝備的新趨勢效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（cirp）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件

39、來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。從emo2001展會情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國cincinnati公司的hypermach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需

40、8h；德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01m)。在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的mtbf值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的mtbf值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。2.5.2 5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床在emo2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的

41、加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。可實(shí)現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工

42、，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由cnc系統(tǒng)控制或cad/cam直接或間接控制。2.5.3 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷

43、、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller)，中國的onc(open numerical control system)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化

44、已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)

45、單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在emo2001展中，日本山崎馬扎克（mazak）公司展出的“cyberproduction center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱cpc）；日本大隈（okuma）機(jī)床公司展出“it plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱it廣場）；德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment（開放制造環(huán)境，簡稱ome）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。2.6 fanuc 0td系統(tǒng)數(shù)控車床概述2.6.1 功能特點(diǎn)cak6150p數(shù)控車床采用fanuc 0td數(shù)空系統(tǒng)

46、，有倆個進(jìn)給軸，采用交流伺服電動機(jī)拖動滾珠絲杠傳動，可實(shí)現(xiàn)平面連續(xù)軌跡運(yùn)動?？v向進(jìn)給予主軸平行稱做z軸，指向臺尾方向?yàn)檎较?；橫向進(jìn)給與主軸垂直稱作x軸，離開工作方向?yàn)檎较?。本系統(tǒng)可采用絕對編程，也可采用相對編程。在x方向可采用直徑編程，因此編程的x（u）值是實(shí)際坐標(biāo)值的2倍，但刀具的移動量只有編程值的一半。2.6.2 操作面板功能簡介操作面板主要由數(shù)控系統(tǒng)面板及機(jī)床操作鍵組成。主要性能見表2.1，cak6150p機(jī)床主要參考技術(shù)見表2.2，機(jī)床常用電機(jī)見表2.3。表2.1 fanuc0td數(shù)控系統(tǒng)主要性能主要的性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)數(shù)控裝置最小指令單位fanuc0td0.001mm刀尖半徑償

47、每轉(zhuǎn)/每分進(jìn)給*最大編程尺寸工件程序容量9999.99mm40m（可擴(kuò)展）間隙補(bǔ)償螺距誤差補(bǔ)償*絕對/增量編程x、z/u、w工件坐標(biāo)評移*直線圓弧/插補(bǔ)*反參考點(diǎn)*米制螺紋*遠(yuǎn)超成保護(hù)*螺紋退尾*進(jìn)給驅(qū)動裝置*固定循環(huán)*自程序調(diào)用*復(fù)合循環(huán)*公英制轉(zhuǎn)換*刀具補(bǔ)償*恒線速控制#rs232接口#主軸無級調(diào)速#其中*表示基本功能；#表示選擇功能表2.2 cak6150p機(jī)床主要參考技術(shù)項(xiàng)目單位規(guī)格項(xiàng)目單位規(guī)格床身最大回轉(zhuǎn)直徑最大工件長度mmmm500640.890.1300最大切削直徑最大切削長度mmmm400.600850.1300床鞍上最大切削直徑mm300主軸端部型式及代號d8、a8主軸前端錐

48、孔1：2主軸孔徑mm70主軸轉(zhuǎn)速范圍r/min401800主軸電動機(jī)輸出功率kw6.5/8主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)3檔12級尾座套孔直徑mm75尾座套管行程m150尾座套孔錐孔錐度莫氏5號x軸快移速度m/min4z軸快移速度m/min8x軸行程mm250z軸行程mm890中心高（距床身）mm250中心高（距地面）mm1130表2.3 機(jī)床用電動機(jī)一覽表序號電動機(jī)名稱規(guī)格備注1主軸電動機(jī)yd132m-2/4，6.5kw，2800/1450r/min2四工位刀架轉(zhuǎn)位y160m-4，11k，1450r/min34冷卻泵主軸箱潤滑泵aob-25，90w，2800r/minao-5624，120w，2800r/mi

49、n56液壓x周伺服y90l-6，1.1kw，1000e/minsgmg-05a2ab，0.85kw/1。3kw，1500r/min7z軸伺服sgmg-013/2ab，0.85kw/1。3kw，1500r/min2.6.3 fanuc 0-td系統(tǒng)功能數(shù)控機(jī)床加工中的動作在加工程序中用指令的方式事先予以規(guī)定，這類指令有準(zhǔn)備功能g、輔助功能m、刀具功能t、主軸轉(zhuǎn)速功能s和進(jìn)給功能f等。由于目前數(shù)控機(jī)床的形式和數(shù)控系統(tǒng)的種類較多，同一g指令或同一m指令其含義不完全相同，甚至完全不同（例如在fanuc0-td中g(shù)90代表單一形狀固定循環(huán)指令，而在fanuc0-md中g(shù)90代表絕對值輸入指令）。(1)準(zhǔn)

50、備功能g指令表2.4 fanuc0-td系統(tǒng)常用準(zhǔn)備功能g指令功能g指令組號功能g指令組號功能*g0001快速點(diǎn)定位g7000精車循環(huán)g01直線插補(bǔ)g71外圓粗車復(fù)合循環(huán)g02順時針圓弧插補(bǔ)g72端面粗車復(fù)合循環(huán)g03逆時針圓弧插補(bǔ)g73固定形狀粗加工復(fù)合循環(huán)g0400暫停g75切槽循環(huán)g2002英制尺寸g76螺紋切削復(fù)合循環(huán)*g21米制尺寸g9001單一形狀固定循環(huán)g3201螺紋切削g92螺紋切削循環(huán)*g4007取消刀具半徑補(bǔ)償g94端面切削循環(huán)g41刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償g9602恒速切削控制有效g42刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償*g97恒速切削控制取消g5000設(shè)定坐標(biāo)系，設(shè)定主軸最高轉(zhuǎn)速g9805進(jìn)

51、給速度按每分鐘設(shè)定*g54g5914工件坐標(biāo)系選擇*g99進(jìn)給速度按每轉(zhuǎn)設(shè)定(2)功能m指令表2.5 fanuc 0-td系統(tǒng)常用輔助功能m指令m指令功能m指令功能m00程序暫停m09切削液關(guān)m01選擇停止m13主軸正轉(zhuǎn)，切削液開m03主軸正轉(zhuǎn)m14主軸反轉(zhuǎn)，切削液開m04主軸反轉(zhuǎn)m30程序結(jié)束m05主軸停轉(zhuǎn)m98調(diào)用子程序m08切削液開m99子程序結(jié)束，返回主程序(3) f、t、s功能1)f功能指定進(jìn)給速度。每轉(zhuǎn)進(jìn)給（g99）：系統(tǒng)開機(jī)狀態(tài)為g99狀態(tài)，只有輸入g98指令后，g99才被取消。在含有g(shù)99的程序段后面，遇到f指令時，f所指定的進(jìn)給速度單位為mm/r。每分鐘進(jìn)給（g98）：在含有

52、g98的程序段后面，在遇到f指令時，則認(rèn)為f所指定的進(jìn)給速度單位為mm/min。g98被執(zhí)行一次后，系統(tǒng)將保持g98狀態(tài)，直到被g99取消為止。2)t功能指令數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行換刀。在fanuc 0-i系統(tǒng)中，采用t2+2的形式。例如t0101表示采用1號刀具和1號刀補(bǔ)。3)s功能指定主軸轉(zhuǎn)速或速度。恒線速度控制（g96）：g96是恒速切削控制有效指令。系統(tǒng)執(zhí)行g(shù)96指令后，s后面的數(shù)值表示切削速度。例如：g96 s100表示切削速度是100m/min。主軸轉(zhuǎn)速控制（g97）：g97是恒速切削控制取消指令。系統(tǒng)執(zhí)行g(shù)97后，s后面的數(shù)值表示主軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。例如：g97 s800表示主軸轉(zhuǎn)速為800

53、r/min。系統(tǒng)開機(jī)狀態(tài)為g97狀態(tài)。主軸最高速度限定（g50）：g50除具有坐標(biāo)系設(shè)定功能外，還有主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定功能，即用s指定的數(shù)值設(shè)定主軸每分鐘的最高轉(zhuǎn)速。例如：g50 s2000表示主軸轉(zhuǎn)速最高為2000r/min。用恒線速度控制加工端面、錐度和圓弧時，由于x坐標(biāo)值不斷變化，當(dāng)?shù)毒咧饾u接近工作的旋轉(zhuǎn)中心時，主軸轉(zhuǎn)速會越來越高，工件有從卡盤飛出的危險，所以為防止事故的發(fā)生，有時必須限定主軸的最高轉(zhuǎn)速。f功能、t功能、s功能均為模態(tài)指令。2.7 數(shù)控機(jī)床的布局形式數(shù)控車床布局形式受到工件尺寸、質(zhì)量和形狀；機(jī)床生產(chǎn)率；機(jī)床精度；操縱方便運(yùn)行要求和安全與環(huán)境保護(hù)的要求的影響。（1）隨著工件尺

54、寸、質(zhì)量和形狀的變化，數(shù)控車床的布局可有臥式車床、落地式車床、單立柱立式車床、雙立柱立式車床和龍門移動式立式車床的變化。（2）隨著生產(chǎn)率要求的不同，數(shù)控車床的布局可以產(chǎn)生單主軸單刀架、單主軸雙刀架、雙主軸雙刀架等不同的結(jié)構(gòu)變化。（3）隨著機(jī)床精度的不同，數(shù)控車床的布局要考慮到切削力、切削熱和切削振動的影響。要使這些因素對精度影響最小，機(jī)床在布局上就要考慮到各部件的剛度、抗振性和在受熱時使得熱變形的影響在不敏感的方向。如臥式車床主軸箱熱變形時，隨著刀架的位置不同，對尺寸的影響不同。由此可看出，在臥式數(shù)控機(jī)床布局中，刀架和導(dǎo)軌的布局已成為重要的影響因素。刀架位置和導(dǎo)軌的位置較大地影響了機(jī)床和刀具的

55、調(diào)整、工件的裝卸、機(jī)床操作的方便性，以及機(jī)床的加工精度，并且考慮到排屑性和抗振性，導(dǎo)軌宜采用傾斜式。由于對安全的要求和環(huán)境的保護(hù)，數(shù)控機(jī)床上采用了防護(hù)罩，可將機(jī)床加工區(qū)全部封閉起來。第三章 數(shù)控加工工藝設(shè)計在進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計時，一般應(yīng)進(jìn)行以下幾方面的工作：數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇；數(shù)控加工工藝性分析；數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計。3.1 數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇對于一個零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內(nèi)容適合數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在考慮選擇內(nèi)容時，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實(shí)際，立足于解

56、決難題、攻克關(guān)鍵問題和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢。3.1.1 適于數(shù)控加工的內(nèi)容在選擇時，一般可按下列順序考慮：（1）通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容； （2）通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容； （3）通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時選擇。3.1.2 不適于數(shù)控加工的內(nèi)容一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工： （1）占機(jī)調(diào)整時間長。以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個精基準(zhǔn)，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容；（2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工；（3）按某些